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1、还原氧化石墨烯表面修饰硅酸钙生物陶瓷的制备及骨再生修复性能的研究骨质疏松症是一种常发生在绝经妇女和老年群体中的骨科疾病, 其症状表现为受损的骨再生能力和增强的骨吸收能力。通常, 骨质疏松症患者因骨量的减少和骨密度的降低 , 易发生骨折。在没有外界辅助的情况下, 骨质疏松症病灶区域的骨愈合能力较差。因此,为了引入电刺激 (ES) 作用来改善骨质疏松症病理条件下的骨再生能力, 本研究制备了一种还原氧化石墨烯(rGO) 表面修饰硅酸钙 (CS) 生物陶瓷 (rGO/CS)。首先 , 采用改性 Hummers法先制备出氧化石墨烯 (GO), 随后 , 分别选用单一抗坏血酸 (AC) 还原、单一热还原
2、, 以及 AC与热还原双重处理的方式将GO还原制备出 rGO。结果显示 , 与 AC还原或热还原单一的处理方式相比 ,AC 与热还原双重处理的方式更有助于获得含氧基团少、 碳原子层有序度高的 rGO;而且 , 当热处理温度为 600时 , 由 AC与热还原双重处理制得的 rGO,其电导率最佳。将 AC还原制得的 rGO粉体加到 3 wt%的海藻酸钠 (SA) 溶液中 , 配成不同浓度的 rGO/SA悬浮液 ; 随后 , 借助旋涂工艺 , 在 CS瓷片表面修饰了一层 rGO,经 600退火 2 h 后成功制得 rGO/CS生物陶瓷。 rGO/SA悬浮液的浓度及旋涂次数会影响rGO/CS生物陶瓷最
3、终的表面电导率; 由 3 mg/mL的 rGO/SA悬浮液在 CS陶瓷片表面旋涂 2 次而制得的 rGO/CS生物陶瓷 , 其表面电导率最佳 (5512.63 516.09S/m)。此外 , 当 rGO/CS导电生物陶瓷浸泡在人体模拟体液中, 仍展现出很好的体外矿化能力 ,rGO 表面层不会阻碍各种羟基磷灰石晶体在其表面矿化沉积。当3A的直流电被用于刺激在rGO/CS生物陶瓷表面培养的小鼠骨髓间质干细胞时, 其碱性磷酸酶活性显著升高, 且成骨相关联基因 (Col-I,OC和 Runx2)的表达水平也明显上调 , 表明 ES能够进一步提高 rGO/CS生物陶瓷的体外骨生成能力。rGO/CS浸提液也可以通过下调破骨相关联基因(TRAP、NFATc1、Car2 和 MMP-9)的表达来抑制 RANKL诱导的小鼠白血病单核巨噬细胞(RAW264.7)分化为破骨细胞。此外 ,rGO/CS 生物陶瓷中溶出的Si, 不仅可以促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)增殖 , 还能提高 HUVECs的迁移能力 , 并由此来增强体外血管生成能力。综上所述 ,rGO/CS 导电生物陶瓷有希望在骨质疏松症病理条件下辅助骨再生。